《信息时代的科学技术革命》ch2

知识延伸：工程
•工程的定义
1. 工程是技术的直接应用，是技术转化为生产 力的主要方式。
2. 工程一般指需要借助复杂机械设备来完成的 工作。
•工程的常见形式：建筑工程、路桥工程、 农田水利工程、航天工程、造林工程、信息 工程、化学工程等等。
知识延伸：创新
•创新的定义（学习强国->视频学习->科学->创新之路1）
技术的性质
•发展性：产品的刚更新换代、企业的优胜劣汰 •实用性：技术应用前景取决于是否解放人类、 是否有用 •超前性：地质勘探、地震预报、摩尔定律等均 是凭经验和概率作为判断的依据，应用之处尚 未发现让人信服的理论作为支撑。
技术的超前性（地质勘探）
技术的超前性（地震预报）
技术的超前性（摩尔定律）
近世代数
离散数学(Discrete mathematics)是研究离散量的结构及其 相互关系的数学学科，是近世代数的一个重要分支。 离散数学在各学科领域，特别在计算机科学与技术领域有着 广泛的应用，同时离散数学也是计算机专业的许多专业课程， 如程序设计语言、数据结构、操作系统、编译技术、人工智 能、数据库、算法设计与分析、理论计算机科学基础等必不 可少的先行课程。
第一、系统各组成要素之间的相互作用使系统最终达到平衡状态 （终态），对封闭系统而言是定态，对开放系统而言是稳态。 第二、系统逐步由无序向有序演变，当系统的外部环境发生变化时， 系统会随之发生量变，如果这种改变突破某一界限，系统发生质变。 （普里高津的耗散结构论） 第三、开放系统达到稳态时，各要素间的结合方式是有规律的，各 要素自身的“新陈代谢”并不改变这种结合方式，这种现象称为自 组织现象，这种结合方式称为协同。（哈肯的协同学理论） 第四、系统的演化是一个从低层次循环到高层次循环的过程。（艾 根的超循环理论）。
定义
科学和技 术的性质
科学和技术的性质
科学
技术
•科学：发现基本事实、规律，解释现象，建立理论知识体系 •技术：应用科学成果，建立应用推广知识体系
科学的性质
•基础性：多数的技术应用需要科学理论支持 •理论性：很多科学研究没有应用需求 •相对性：地心说、日心说；牛顿三定律、相对 论。
思考： 科学发展常常不是一帆风顺的，极易 迷失方向、误入歧途！！！
案例分析：IBM的辉煌与沉浮
公司创立时的主要业务为商业打字机，之后转为文字处理机（纸带 机）。第一代计算机到第四代计算机的引领者，IT行业的常青树， 蓝色巨人当之无愧！ IBM360直到今天的ThinkPAD，都是经典中的经典，人皆共识。 美国近些年来对微软、Intel等公司使用反托拉斯法（反垄断法）进 行罚款，当年IBM几乎每年都要接受此类罚款，当时业界称为吃大 户50-60年代美国除IBM之外所有IT企业合起来的实力大约与IBM相 当。
控制论
控制论是以系统与环境之间和在系统内部的通 信（信息传递），以及系统对环境作用的控制（反 馈）为基础的一种控制系统的理论。
创始人有维纳（N.Wiener）和贝塔朗菲 （L.Bertalanffy） 。
控制论的主要思想
•要有一个预定的稳定状态或平衡状态。例如在上述的速度控制 系统中，速度的给定值就是预定的稳定状态。 •从外部环境到系统内部有一种信息的传递。例如，在速度控制 系统中，转速的变化引起的离心力的变化，就是一种从外部传 递到系统内部的信息。 •这种系统具有一种专门设计用来校正行动的装置。例如速度控 制系统中通过调速器旋转杆张开的角度控制蒸汽机的进汽阀门 升降装置。 •这种系统为了在不断变化的环境中维持自身的稳定，内部都具 有自动调节的机制，换言之，控制系统都是一种动态系统。
摩尔定律：INTEL创始人之一摩尔提出，当价格不变时，集成电路上可容纳的
元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，价格却可 能只有原来的二分之一。专家预计，2020年之后摩尔定律或可失效。
1 • 科学和技术的定义
• 科学和技术的性质
2
信息时代 3 • 科的学产与生技术与的关系
一 • 科学与技术
• 影响科技发展的前沿信息技术
二
研究
总结
• 信息科技的经济特点分析
三
• 信息科技与人类发展
四
科学与技 术
科学与技术
1 • 科学和技术的概念
• 科学和技术的性质
2
信息时代 3 • 科学的与产技生术与的关系
定义
科学和技 术的定义
科学和技术的定义
•科学好比一课树的根基 •技术好比一棵树的枝干
近世代数
法国数学家伽罗瓦创立的抽象代数也叫近世代数。 抽象代数是研究各种抽象的公理化代数系统的数学学科。由 于代数可处理实数与复数以外的物集，例如向量、矩阵超数、 变换等，这些物集的分别是依它们各有的演算定律而定，而 数学家将个别的演算经由抽象手法把共有的内容升华出来， 并因此而达到更高层次，这就诞生了抽象代数。抽象代数， 包含有群论、环论、伽罗瓦理论、格论等许多分支，并与数 学其它分支相结合产生了代数几何、代数数论、代数拓扑、 拓扑群、离散数学等新的数学学科。
量子力学
量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理 学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及 原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相 对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不 仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学 科和许多近代技术中得到广泛应用。 量子力学可以解释光电效应，并为利用晶体和半导 体制造集成电路的技术提供了理论指导。
科学的定义
科学的定义
•科学的定义：
1. 科学==分科而学 2. 科学是一个建立在可检验的解释和对客观事物的形式、
组织等进行预测的、有序的知识的系统。 3. 科学是关于发现发明创造实践的学问，它是人类探索
研究感悟宇宙万物变化规律的知识体系的总称。
•科学的表现形式：试验或实验、探究、发现、论文、 专著、课题、获奖
2
信息时代 3 • 人类的应产如生何适与应信息时代
定义
信息时代的 科学基础
信息时代的科学基础
•信息论、系统论、控制论 •量子力学 •近世代数
三论（系统论、控制论、信息论）
三论，即系统论、控制论、信息论，二十世 纪四十年代末，随着科技的发展，各个科学研究领 域的分支日益细化，但与此同时，各学科之间相互 交叉和渗透的现象越来越明显。适应这一趋势，系 统论、控制论、信息论这三门边缘学科几乎同时产 生。它们的出现对科学技术和思维的发展起到了巨 大的推动作用，为现代多门新学科的出现奠定了坚 实的基础。三论构成了信息系统的基础理论。
上述理论在信息系统发展中均发挥着重要作用。
案例分析：IBM的辉煌与沉浮
IBM（国际商业机器公司），简称IBM（International Business Machines Corporation）。总公司在纽约州阿蒙克市，1911年创 立于美国，是全球最大的信息技术和业务解决方案公司，拥有全球 雇员30多万人，业务遍及170多个国家和地区。
信息论
信息论是运用概率论与数理统计的方法研究信息、 信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩 等问题的应用数学学科。 信息论认为，信息系统就是广义的通信系统，泛指 某种信息从一处传送到另一处所需的全部设备所构 成的系统。
信息论的主要思想
•狭义信息论是一门应用数理统计方法来研究信息处理和信息传 递的科学。它研究存在于通讯和控制系统中普遍存在着的信息 传递的共同规律，以及如何提高各信息传输系统的有效性和可 靠性的一门通讯理论。 •一般信息论主要是研究通讯问题，但还包括噪声理论、信号滤 波与预测、调制与信息处理等问题。 •广义信息论不仅包括狭义信息论和一般信息论的问题，而且还 包括所有与信息有关的领域，如心理学、语言学、神经心理学、 语义学等。
案例分析：IBM360开启大型机时代
案例分析：IBM ThinkPAD笔记本电脑的经典和标准
1992款ThinkPAD
2003款ThinkPAD
案例分析：IBM的辉煌与沉浮
思考：在业界领跑近50年的IBM为什么走了下坡路？ 1990s，第一次走滑铁卢，当时IBM成功完成了从大型机、巨型机市 场向微型机（个人机）市场的转型，可谓华丽转型，占据微型机市 场的半壁以上，但是一个政策使其走向衰弱，就是技术上对外封闭。 系统论把系统分为开放的系统和封闭的系统，封闭的系统玉玉技术 成长空间小，终将走向定态；开放的系统由于参与者众多，技术成 长的空间大，会逐渐趋向稳态。稳态的市场规模比定态的市场规模 远不在一个数量级上，10倍或百倍的差距，这就使得IBM的个人机 市场瞬间萎缩到不到10%，亏损严重！待其重新制定政策，为时已 晚。 后来，更换掌门人之后的IBM从做市场走向做IT的整体化服务，而且 未放弃任何一个IT行业的核心技术。但未及时进军移动互联产品使 其未能再创往日辉煌。，但总体实力一致与微软、INTEL等相当。
信息时代的科学技术革命
主讲人：韩忠东 教授 博士 教研室：计算机软件教研室
Content (目录)
一 • 信息时代（产生与定义）
二 • 信息科学与技术基础
三 • 信息科技硬件技术 四 • 信息科技软件技术 五 • 信息科技实用技术 六 • 医学信息科技 七 • 信息时代科学技术展望
本章包括以下小节
1. 宏观的创新是指在经济和社会领域，对经济增长方式和 管理制度的更新换代或变革。
2. 微观的创新是指在科学和技术方面，对理论和应用的更 新或发展。
•科学创新的案例：“太阳中心说”取代“地心说”；牛顿力
学取代传统力学；相对论对牛顿理论的补充和完善等等。
•技术创新的案例：各种产品的发明创造；新物种、新能源的
•*直接参与老师的科研课题研究
大学生与科学技术
毕业之后
•独立申报所在单位的科研课题申报 •完成课题之后撰写论文、专著，申报新专利， 并以自己真实的成果申报政府的奖励
用施一公老师的话与同学们共勉
•学问应诚实 •做人应正直 •莫急功近利
1 • 科学和技术的定义
• 科学和技术的性质
2
信息时代 3 • 科的学产与生技术与的关系
发现等等。
大学生与科技创新
•大学生是科技创新的主力军，通过课堂内外 创新能力的培养：
1. 在校期间，可以培养科学素养、可以奠 定技术的兴趣和基础；
2. 毕业之后，可以在某个方向和领域里奠 定自己的科学或技术地位。
大学生与科学技术
在校期间，可参加哪些科技创新活动？
•各种专业技能大赛（教育部创新创业大赛） •各种科技创新课题的申报（泰安市大学生科 技创新课题申报）
科学与技术的两张皮问题
解决思路
•尊重科学规律 •向西方学习 •严惩学术腐败
本章包括以下小节
一 • 科学与技术
• 影响科技发展的前Baidu Nhomakorabea信息技术
二
研究
总结
• 信息科技的经济特点分析
三
• 信息科技与人类发展
四
影响科技发 展的前沿信
息技术
影响科技发展的前沿信息技术
1 • 信息时代的科学基础
• 信息技术的发展现状
科学的表现形式
技术的定义
技术的定义
•技术的定义
1. 技术是制造一种产品的系统知识，所采用的 一种工艺或提供的一项服务。
2. 技术可能是一项发明、一项外形设计、一项 实用新型、一种植物新品种
•技术的表现形式：技术情报、专业技能、 工厂或企业的产品、盈利手段、技术服务或 技术协作。
技术的表现形式
系统论
贝塔朗菲（L.Bertalanffy） ，美籍奥地利生物学 家，1932年提出，1937年完善了系统论。
系统论是表述和推导适用于‘系统’的一般原理， 不论其组成要素以及其相互关系或‘力’的种类如 何。
在信息时代，信息系统是由软件、硬件、数据， 以及操作者、操作的程序或规则等五个部分组成。
系统论的主要思想
定义
科学和技 术的关系
科学与技术的关系
•科学是技术的基础 •技术是科学的验证、应用和发展动力 •技术的超前性有助于推动科学向正确方向发展
我国科学与技术的两张皮问题
现象
•科学成果往往难以转化为技术成果 •技术发展遇到难题无法得到科学的有力支持
科学与技术的两张皮问题
成因分析
•管理层的急功近利 •传统文化的负面影响 •弄虚作假风气盛行
影响科技发展的前沿信息技术
1 • 信息时代的科学基础
• 信息技术的发展现状
2
信息时代 3 • 人类的应产如生何适与应信息时代
定义
信息技术的 发展现状
信息技术的发展现状
2016IT行业发展分析报告
•突破20万亿规模，15%增长率 •融合传统产业 •移动互联 •智能化 •辅助管理 •电子商务